Intramedullärer Osteosynthese-Nagel zum Versorgen von Röhrenknochenfrakturen Die Erfindung betrifft einen intramedullären Osteosynthese-Nagel zum Versorgen von Röhrenknochenfrakturen, umfassend einen bohrungsfrei in Knochenmark einbringba- ren, sich in Axialrichtung lang erstreckenden Schaft mit einem Fußteil und einem Kopf- teil, ein zum Verriegeln des Nagels im Knochen mit selbstschneidendem Außengewinde versehenes Kappenelement mit einer Aufnahme, mittels der es frei drehbar um die Längsachse des Schaft-Kopfteils auf diesen aufgesetzt ist, und eine Sicherungs-Verbin- dung, die das Kappenelement frei von Schraubverbindung unverlierbar mit dem Nagel- schaft derart verbindet, daß das Kappenelement gegen Abziehen von dem Nagelschaft gesichert ist, wobei zwischen dem Kappenelement und dem Kopfteil des Schafts eine die freie relative Drehung zwischen den beiden Teilen zulassende Steckverbindung mit einem Steckabschnitt des Schaft-Kopfteils und zugeordneter Steckaufnahmen des Kap- penelements ausgebildet ist. Es handelt sich um einen Marknagel zum Stabilisieren und/ oder Ausrichten von Röhrenknochen-Fragmenten nach oder während Reposition. Insbe- sondere wird der Knochennagel zur Frakturheilung von Fibula, Tibia, Ulna oder Radius verwendet. Je nach Anwendung weist der Nagel einen Durchmesser in der Größenord- nung von 2 bis 6 mm auf, und er ist ca. 15 bis 40 cm lang. Der Nagel wird ohne beson- dere Bohrung im Knochen in das Knochenmark eingebracht und durch Endstellen der Knochenfrakturelemente hindurchgesetzt. Das Kappenelement setzt den Nagel in axia- ler Richtung fest und sichert ihn gegen Migration. Der Nagel unterstützt den normalen biologischen Heilungsprozeß des Knochens.

Aus FR 2 749 157 ist ein gattungsgemäßer Osteosynthese-Nagel bekannt. Eine mit selbstschneidendem Außengewinde versehene Kappe ist auf einen im Durchmesser zu- rückspringenden Steckabschnitt eines Nagels aufgesetzt. Der Nagel wird in unverlier- barer Verbindung mit der Kappe in den Knochen eingebracht. Die gegen Axialspiel gesicherte Nagelkappe ist um den zylindrischen Steckabschnitt frei drehbar gelagert.

Der Nagelkopf weist einen verformten, gegenüber dem Steckabschnitt verdickten radia- len Vorsprung auf, der in eine korrespondierende Senkung am Kappenende einfaßt. Die Anbringung von Drehwerkzeug, das den Kappenkopf überfassen muß, über Kerben in

dem Außenrand der Senkung ist erschwert. Insbesondere beim Einbringen des Nagels kann der Kopfvorsprung des Nagels verformt und beschädigt werden, wodurch die Drehlagerung der Kappe zerstört wird.

Aus EP 0 547 101 ist ein Nagel mit einer ein Schneid-Außengewinde aufweisenden Kappe bekannt, die zur Verankerung des Nagels erst angebracht wird, wenn dieser bereits gesetzt worden ist. Die Kappe wird mittels Schraubverbindung mit dem Nagel verbunden, und zwar über ein feines Außengewinde oder Innengewinde am Nagelende.

Abgesehen davon, daß die Schraubverbindung, die die Verankerungskappe in ihrer Befestigungsposition an dem Nagel sichert, freie Drehung der Kappe um die Nagel- achse nicht zuläßt, muß das Nagelende als besonders zu fertigender Teil einer Gewinde- verbindung ausgeführt werden. Das Innengewinde am Nagel erfordert die zusätzliche Verwendung einer Schraube. Die Gewinde müssen präzise gefertigt sein. Damit sind Herstellungsaufwand und entsprechende Herstellungskosten verbunden.

Ziele der Erfindung bestehen darin, einen intramedullären Osteosynthese-Nagel zum Versorgen von Röhenknochenfrakturen zu schaffen, der einfach bauen, einfach in der operativen Anwendung und kostengünstig in der Herstellung sein soll. Der Nagel soll in axialer Richtung wirksam verriegelt und gegen Migration gesichert werden können.

Die Ziele der Erfindung werden in Verbindung mit den Merkmalen des eingangs ge- nannten Osteosynthese-Nagels dadurch erreicht, daß das Kappenelement einen Kopfteil aufweist, der frei von der Sicherungs-Verbindung bleibt, wobei die Sicherungs-Verbin- dung an einer von dem Kopfende des Nagelschafts in axialer Richtung zum Schaft-Fuß- ende hin beabstandeten Umfangsstelle des Schaft-Steckabschnitts zwischen diesem und dem Kappenelement angeordnet und ausgebildet ist. Mit der Steckverbindung einerseits und der Sicherungs-Verbindung andererseits sind Kappenelement und Nagel ohne Schraubverbindung sowie frei von besonderen Verbindungselementen am Kopfende des Nagels miteinander unverlierbar verbunden. Kappenelement und Nagel sind einfach ge- staltet. Die koaxiale Drehverbindung von Schaft und Kappenelement ist im Bereich der Kopfenden der beiden Teile vor Beschädigung geschützt, und zwar insbesondere wenn der Schaft in Verbindung mit dem Kappenelement eingebracht oder entfernt wird. Der Kopf des Kappenelements läßt sich einfach und robust zum Anschluß mit Drehwerk-

zeug ausbilden. Das Nagelschaftende bleibt frei von Formungen, Vorsprüngen od. dgl..

Dadurch werden Herstellung und Anwendung des Knochennagels besonders vereinfacht. Die Verbindung zwischen dem Kappenelement und dem Nagelschaft ist ausschließlich durch die Steckverbindung in Kombination mit der Sicherungs-Verbin- dung hergestellt. Kappenelement und Nagelschaft, die keine aufwendige Anpassung an- einander erfordern, bilden einen als unverlierbare Einheit zur Verfügung stehenden Nagel mit vorzugsweise unlösbar aneinandergesetzten Teilen. Die Einheit ist einfach bereitzuhalten und zu handhaben. Operative Maßnahmen sind vereinfacht. Der Nagel kann nicht nur einfach gesetzt, sondern in dauerhafter Verbindung des Kappenelements mit dem Nagelschaft auch besonders einfach entfernt werden. In Steckpassung wird das kopfseitige Nagelende genau in Position gebracht und gehalten, so daß der Nagel über das Außengewinde des Kappenelements im Knochen verriegelt wird. Die beiden Teile sind über den gesamten Schraubweg des Kappenelements relativ leichtgängig koaxial drehbar. Das erfindungsgemäß vorgesehene Kappenelement gewährleistet eine Verrie- gelung, die Reposition unterstützt, die Lage aneinandergefügter Knochenfragmente sta- bilisiert und Migration vermeidet.

Zweckmäßig kann das Kappenelement einen außerhalb des Kopfteils des Nagelschafts sich erstreckenden schaftfreien Kappen-Kopfteil zur Verbindung mit Drehwekzeug so- wie die den Schaft-Steckabschnitt aufnehmende Steckaufnahme aufweisen. Das am Kopfteil des Nagelschaftes überstehende Kappen-Kopfteil kann vorteilhaft als Kappen- Hohlkopf mit mehrkantiger Aussparung zur Verbindung mit Drehwerkzeug ausgebildet sein. Von Bedeutung ist dabei, daß sowohl der Kappen-Hohlkopf als auch die Steckauf- nahme frei von Gewindeelementen bleiben.

Die Sicherungs-Verbindung kann wenigstens einen an dem Kappenelement angeordne- ten Vorsprung und eine an dem Nagelschaft ausgebildete zugeordnete Ausnehmung aufweisen.

Gemäß besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die von dem Schaft-Kopfende beabstandet angeordnete Sicherungs-Verbindung dadurch gebildet sein, daß sie wenig- stens ein einen Verbindungs-Eingriff zwischen dem Kappenelement und dem Nagel- schaft herstellendes, von dem Schaftkopfende beabstandetes Federelement umfaßt,

dessen Dimension in der Schaft-Axialrichtung kurz gegenüber der Stecklänge des Nagelschafts in der Steckverbindung ist. Ein solches Federelement kann zweckmäßig ein Bördelrand sein, der an dem dem Schaft-Fußteil zugewandten Ende des Kappenele- ments ausgebildet ist und in eine zugeordnete, vom Schaft-Kopfende entfernt gelegene sowie am Nagelschaft ausgebildete Ausnehmung eingreift, um vorzugsweise eine un- lösbare Verbindung herzustellen. Form und Herstellung des erfindungsgemäßen Nagels dieser Gestaltung sind besonders einfach. Insbesondere in Verbindung mit dem Bördel- rand besteht eine Ausgestaltung darin, daß sich der Nagelschaft längs einer Nut konisch derart erweitert, daß ein Axialbewegung des Kappenelements in Richtung zum Schaft- Fußende begrenzender Anschlag ausgebildet ist. Allgemein kann die Sicherungs-Ver- bindung des erfindungsgemäßen Nagels mit Spielpassung derart ausgebildet sein, daß in unverlierbarer Steckverbindung in Axialrichtung des Nagelschafts relatives Bewegungs- spiel zwischen dem Kappenelement und dem Nagelschaft bleibt. Zweckmäßig kann am Nagelschaft eine Nut ausgebildet sein, die in Schaft-Axialrichtung eine Axialspiel zu- lassende Breite aufweist. Durch Axialspiel, das nur ganz geringfügig sein kann, kann die Frakturheilung gegebenenfalls gefördert werden. Insbesondere wird bei Bedarf geringfügige Verschiebung des Nagelschafts in Richtung auf sein Fußende zugelassen.

Um Axialspiel zu vermeiden, kann die Einstecklänge der Steckverbindung zwischen einem Federelement, zweckmäßig einem Bördelrand, und dem Boden der Steckauf- nahme so bemessen sein, daß der Steckabschnitt des Nagelschafts in Axialrichtung rela- tiv unverschiebbar zu dem Kappenelement in dieses eingreift.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sicherungs-Verbindung durch wenig- stens ein sowohl in den Nagelschaft als auch in das Kappenelement eingreifendes Fe- derelement gebildet. Besonders vorteilhaft kann die Sicherungs-Verbindung im Bereich des äußeren Drittels der Steckaufnahme der Steckverbindung ausgebildet sein.

In bevorzugter erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird das Kappen-Kopfteil als Hohl- kopf mit Durchgangsloch zwischen dem Kappen-Kopfteil und der Steckaufnahme aus- gebildet. Zweckmäßig kann das Durchgangsloch einen der Steckaufnahme zugewandten umlaufenden Rand aufweisen, der in der Steckverbindung einen Bodenanschlag für die Kopf-Endfläche des Nagelschafts bildet. Mit solchem schmalem Rand ist die Drehver-

bindung von Kappenelement und Nagelschaft selbst dann noch leichtgängig, wenn das Kappenelement mit erhöhter Druckkraft gegen die Endfläche des Nagelschafts arbeitet.

Ganz allgemein können das Kappenelement in erfindungsgemäßer Ausgestaltung einen den Kappen-Kopfteil von der Steckaufnahme abgrenzenden Boden aufweisen und eine Nut/Feder-Verbindung der Sicherungs-Verbindung so ausgebildet sein, daß die Endflä- che des Schaftkopfes an dem Boden zur Stoßanlage kommt. Dadurch kann der Nagel- schaft durch Druckkraft auf das Kappenelement zum Verriegeln in den zu versorgenden Knochen eingebracht werden.

Nach der Erfindung kann der Schaft-Kopfteil wenigstens zwei Steckabschnitte und das Kappenelement für jeden Steckabschnitt eine zugeordnete Steckaufnahme aufweisen, wobei die Sicherungs-Verbindung vorteilhaft eine in der Steckverbindung in Schaft- Axialrichtung Spiel belassende Nut aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es auch, daß das Kappenelement längs seiner gesamten Axial- länge mit Außengewinde versehen sein kann. Man erreicht, zweckmäßig in Verbindung mit relativ grobem, innige Verbindung herstellendem Außengewinde, besonders wirk- same Verriegelung. Von besonderem Vorteil ist es, daß der Kappen-Hohlkopf eine um- laufende Kappenwand aufweisen kann, die stärker als die umlaufende Wand der angrenzenden Steckaufnahme ausgebildet ist. Dadurch kann die Verbindung mit in den Kappen-Hohlkopf eingreifendem Drehwerkzeug besonders robust ausgeführt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Nagelschaft wenigstens in dem größten Teil der Steckverbindung den gleichen Querschnitt wie in einem an die Steckverbindung anschließenden, zum Schaft-Fußende hin gelegenen langgestreckten Schaft-Abschnitt aufweisen. Dadurch sind Bauform und Herstellung des Nagels besonders einfach.

Unteransprüche sind auf die genannten und noch andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet. Besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungsformen oder-möglichkeiten der Erfindung werden anhand der folgenden

Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen Fig. 1 in Längsansicht einen erfindungsgemäßen Osteosynthese-Nagel und Fig. 2 und 3 jeweils in Teil-Längsansicht in Ausführungsbeispielen die Kap- penelement-Verbindung erfindungsgemäßer Marknägel.

Der in Fig. 1 dargestellte Osteosynthese-Nagel 1, der sich in Richtung seiner Längs- achse 10 lang erstreckt, umfaßt einen Schaft 2 und ein Verriegelungsmittel 3, das durch ein auf den Kopfteil 21 des Schafts aufgesetztes Kappenelement 30 gebildet ist. Das Fußende 22 des Schafts 2 ist mit einer geraden Spitze versehen, um den Nagel 1 einfach einbringen und durch Endstellen aneinanderzufügender Knochenfragmente eines Röh- renknochens setzen zu können. Erfindungsgemäße Nägel können auch gebogene Spit- zen aufweisen. Das Kappenelement 30 und der Nagelschaft 2 sind zum Beispiel aus Titanlegierungen hergestellt. Der Schaft 2 des Nagels 1 mit gerader Spitze kann an seinem Fuß mit geeignetem Werkzeug auf wählbare Gesamtlänge abgelängt werden.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 ist das Kappenelement 30 durch eine Auf- satzschraube 301 gebildet. Diese wird als kreiszylindrisches Drehteil mit Längsachse 310 hergestellt. Über ihre gesamte Axiallänge ist sie mit einem relativ groben, selbst- schneidenden Außengewinde 33 versehen. Sie weist einen Hohl-Kopfteil 302 und einen sich ca. zweimal länger erstreckenden Steckteil 303 auf. In diesen ist eine sich langer- streckende kreiszylindrische Steckbohrung 34 eingebracht, die eine Steckaufnahme 304 bildet. Diese geht in ein Durchgangsloch 36 des Kopfteils 302 über. Der Radialdurch- messer der Steckaufnahme 304 ist etwas größer als der Durchmesser des Loches 36, so daß der Boden 35 der Steckaufnahme 304 durch einen umlaufenden Rand gebildet ist.

Man erkennt, daß aufgrund des umlaufenden Bodenrandes der Kappen-Hohlkopf eine umlaufende Kappenwand 361 aufweist, die stärker als die umlaufende Wand 306 der angrenzenden Steckaufhahme 304 ist. Das Durchgangsloch 36 des Kopfteils 302, das sich schaftfrei außerhalb des Kopfendes 25 des Nagelschafts 2 erstreckt, weist eine zum Beispiel sechskantige Aussparung 39 zum Anschluß von Drehwerkzeug auf.

An seinem kopfseitigen Ende weist der Nagelschaft 2 einen Steckabschnitt 24 auf, der mit dem Steckteil 303 korrespondiert. Zur Ausbildung einer Steckverbindung 31 des erfindungsgemäßen Nagels 1 ist der Nagelschaft 2 mit seinem Steckabschnitt 24 in das Steckteil 303 hineingesteckt. Zwar ist zwischen dem Steckteil 303 und dem Steckab- schnitt 24 eine Steckpassung hergestellt, doch sind an diese keine besonders hohen Genauigkeitsanforderungen zu stellen.

Wie aus den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das Kappenelement 30 erfindungsgemäß unverlierbar und unlösbar mit dem Kopfteil 21 des Nagelschafts 2 verbunden. In Kombination mit der Steckverbindung 31 ist eine besondere Sicherungs- Verbindung 32 bzw. 38 ausgebildet. Diese ist jeweils derart, daß das auf den Schaft 2 aufgesteckte Kappenelement 30 in der Steckverbindung 31 um die zusammenfallenden Achsen 10,310 drehbar bleibt. Jede Sicherungs-Verbindung 32,38 verbindet das Kap- penelement 30 frei von Schraubverbindung unverlierbar dauerhaft mit dem Nagelschaft 2. Einerseits ist das Kappenelement 30 gegen Abziehen von dem Nagelschaft 2 ge- sichert. Andererseits ist die Steckverbindung 31 derart, daß die Axialposition des Kap- penelements 30 in Richtung auf das Fußende 22 des Nagelschafts 2 mit Anschlägen 350 bzw. 382 bestimmt ist.

In jedem Fall bleibt erfindungsgemäß der Kappen-Kopfteil 302 frei von der Sicherungs- Verbindung 32 bzw. 38. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist die Sicherungs-Verbindung 32 bzw. 38 an einer von dem Kopfende 25 des Nagelschafts 2 in axialer Richtung zum Schaft-Fußende 22 hin entfernt gelegenen Umfangsstelle des Schaft-Steckabschnitts 243 zwischen diesem und dem Kappenelement 30 angeordnet und ausgebildet.

In Fig. 2 umfaßt die Sicherungs-Verbindung 32 einen am freien Rand der Steckaufnah- me 304 zur Achse 310 abgebogenen umlaufenden Bördelrand 321 und eine zugeordnete am Nagelschaft 2 umlaufende Nut 245, in die der Bördelrand 321 als Vorsprung oder erhabenes Element eingreift. Der Bördelrand 321 ist an dem freien Rand der Steckauf- nahme 304, also an dem dem Schaft-Fußteil 22 zugewandten Ende des Kappenelements 30 ausgebildet. Entsprechend ist die Ausnehmung 245 im Abstand vom Schaft-Kopf- ende 25 angeordnet. Es wird eine Art Nut/Feder-Verbindung gebildet. Die Nut 245 ist

so geformt, daß sie zum Fußende 22 des Schafts 2 hin mit Schrägfläche konisch ver- läuft. Dadurch entsteht am Schaft 2 eine konische Erweiterung, die genutzt werden kann, um in Einsteckrichtung, das heißt in Bewegungsrichtung des Kappenelements 30 auf das Schaft-Fußende 22 hin einen den Steckweg begrenzenden Anschlag zu bilden.

Der Bördelrand 321 würde dann gegen die Schrägfläche zur Anlage kommen. Im Aus- führungsbeispiel der Fig. 2 sind die Stecklänge des Steckabschnitts 24 und die durch die Nut 245 gebildete Taille jedoch so dimensioniert, daß die Stirnfläche des Schaft-Kopf- teils 21 zur Stoßanlage gegen den den Anschlag 350 bildenden Bodenrand 35 kommt.

Diese Anlage entsteht, wenn der Nagel 1 durch Eindrehen des Kappenelements 30 im Knochen verriegelt wird bzw. ist. Im verriegelten Zustand ist das Kappenelement 30 mit seinem Gewinde 33 in das Knochenmaterial vollständig hineingeschraubt. Die Nut 245 weist in Schaft-Axialrichtung eine Breite auf, die geringfügiges Axialspiel mit Anlage der Kopffläche des Schafts 2 gegen den Anschlag 350 zuläßt. Die Dimensionierung im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist derart, daß in der Steckverbindung 31 axial nur gerin- ges Spiel mit Spielpassung 37 zwischen dem Anschlag 350 und der Schaft-Stirnfläche vorgesehen ist. Man erkennt aus Fig. 2, daß der Nagelschaft 2 mittels der Sicherungs- Bördelverbindung 32 gegen axiale Bewegung in Richtung auf sein Fußende 22 ge- sichert ist. Bei einer solchen Bewegung kommt der Bördelrand 321 gegen einen kopf- seitigen steilen Rand der Nut 245 zum Anschlag.

Im ganzen ist die Steckverbindung 31 des Nagels 1 gemäß Fig. 2 durch den langen Steckabschnitt 243 mit zugeordneter Steckaufnahme 304 und durch den kurzen Steck- abschnitt 244 der Nut 245 mit zugeordneter, durch den Bördelrand 321 gebildeter Steckaufnahme 305 gebildet.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 umfaßt die Steckverbindung 31 eine Siche- rungs-Verbindung 38. Letztere weist ein als Sprengring oder dergleichen Federring vor- gesehenes elastisches Federelement 381 und an der Innenwand der SteckauEnahme 304 sowie korrespondierende, an dem Schaft-Steckabschnitt 24 umlaufend ausgebildete, Anschläge bildende halbkreisförmige Nuten 382 auf, die das Element 381 passend auf- nehmen. Auf diese Weise ist die Steckverbindung 31 so gesichert, daß axiale Bewegung in und gegen Steckrichtung gesperrt wird. Insbesondere ist die Verbindung gegen Ab- ziehen des Kappenelements 30 von dem Nagelschaft 2 gesichert. Das Federelement 381

sowie die Nuten 382 sind im Bereich des äußeren Drittels der Steckaufnahme 304, also zur Einsteckseite der Steckaufnahme 304 hin angeordnet. So ist die Sicherungs-Verbin- dung 38 an einer von dem Kopfende 25 des Nagelschafts 2 entfernt gelegenen, in axia- ler Richtung zum Schaft-Fußende 22 hin beabstandeten Umfangsstelle des Schaft- Steckabschnitts 243 zwischen diesem und dem Kappenelement 30 angeordnet und aus- gebildet.

Sowohl der Bördelrand 321 in Fig. 2 als auch das Ring-Federelement 381 in Fig. 3 wei- sen jeweils eine Dimension auf, die in der Schaft-Axialrichtung kurz gegenüber der Stecklänge des Nagelschafts 2 in der Steckverbindung ist. Dadurch ist insbesondere erreicht, daß die Sicherungs-Verbindung 32 bzw. 38 die Drehlagerung des Kappenele- ments 30 auf dem Schaft 2 nicht beeinträchtigt. Dadurch, daß die Federelemente 321, 381 mit zugehörigen Nuten bzw. Ausnehmungen 245, 382 in Axialrichtung relativ kurz bemessen sind, weist der Nagelschaft 2 in dem überwiegenden größten Teil der Steck- verbindung 31 den gleichen kreiszylindrischen Querschnitt wie in dem an die Steckver- bindung 31 anschließenden, zum Schaft-Fußende 22 hin gelegenen langgestreckten Schaft-Abschnitt 26 auf. Dadurch ist insbesondere erreicht, daß der Nagelschaft 2 auch im Bereich der Steckverbindung 31 im wesentlichen die gleiche Biegesteifigkeit wie in dem an die Verbindung sich anschließenden Abschnitt aufweist.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen wird stets gewährleistet, daß das Kappenelement 30 koaxial drehbar auf den Kopfteil 21 des Schafts 2 aufgesetzt ist. Von besonderem Vorteil ist, daß das Kappenelement 30 zum Verriegeln und/oder Plazieren des Nagels 1 weiter in Knochenmaterial geschraubt werden kann, ohne daß auf den Schaft 2 ein ihn mitdrehendes Moment ausgeübt wird.